IGBT - биполярный транзистор с изолированным затвором. Распространенный радиокомпонент в силовой электронике, к которой, конечно, относятся и вспышки.

Симптомы выхода из строя IGBT транзистора вспышки:

В ручном режиме, вне зависимости от установленной мощности, вспышка всегда срабатывает на полную мощность.

В автоматическом (TTL) режиме вспышка происходит, но кадр не освещается. 

Во встроенных вспышках мощности невелики, найти IGBT транзистор для замены проблем нет. В накамерных вспышках коммутируемые токи доходят до 220А и частота повторения импульсов доходит до 10 кГц в режиме HSS. В таких режимах выходят из строя даже оригинальные заводские транзисторы, не говоря про не-оригинал. 

В свою очередь копии, перемаркировка и прочий «левак» настолько незначительно отличаются от оригинала, что мы решили подготовить исчерпывающую статью про «сорта» IGBT.

В данной статье рассматривается как вопросы оригинальности запчастей, так и причины выхода из строя оригинальных транзисторов.

Анализ коснулся нескольких типов самых распространенных, а значит и самых подделываемых, типов транзисторов – RJP5001 (Nikon SB900), RJP4301 (Практически все вспышки Canon Speedlight и все китайские TTL, 200А), TIG056 (Устанавливаются во все вспышки с 30В управлением).

RJP4301

Рассмотрим особенности оригинальных транзисторов:

Старый тип транзистора. Встречается в Canon 430EXII, Canon 580EXII	Новый тип транзистора, встречается в Canon 430EXIII-RT, Canon 600EX-RT, Yongnuo
Особенности: Толстые, луженые ножки, у основания видна голая медь Корпус с круглыми проштамповками, внутри них некие цифры, отличаются от серии к серии. Маркировка жирным шрифтом с «разделенными» по вертикали цифрами и буквами. Маркировка нанесена не строго горизонтально. Тип маркировки – лазерная гравировка, под углом видна глубина прожига.	Особенности: Ножки однородные, гладкие, лужения не видно. Утолщение начинается от корпуса и продолжается примерно на 5мм. Корпус с круглыми выштамповками, в правом верхнем углу мелкие цифры по кругу.  Маркировка тонким шрифтом, цифры без разрывов. Способ маркировки также лазером, под углом видна глубина прожига, три строки маркировки.  Корпус сзади гладкий, на лицевой стороне шероховатый без следов полировки или фрезеровки.
Доберемся до кристалла транзистора, и примем за эталон:
Кристалл занимает почти 50% ширины корпуса, около 5мм, квадратной формы. Токоведущие проводники эмиттера толстые и двойные (на фото их уже не видно). К сожалению, способ разборки транзистора не позволяет оценить топологию кристалла, только его площадь, но и этот параметр вполне достаточен для отсева подделок и перемаркировки.	Кристалл точно такой же, как и у старых выпусков

RJP4301, подделка #1

Все типы поддельных транзисторов перечислить невозможно, но некоторые из них нам попались.

Особенности: Ножки тоньше, чем у оригинального транзистора, утолщение имеет меньшую длину у корпуса. На корпусе нет выштамповок, корпус со следами шлифовки. Маркировка отличается расположением строки «RJP4301» - она в центре. Кристалл такого транзистора в два раза меньше оригинального! Очевидно, долго "изделие" не проработает.  

RJP5001

RJP5001 тоже бывают двух генераций, "новая" нам попалась в Nikon SB700.

Старый тип транзистора. Встречается в Nikon SB900, SB910	Новый тип транзистора, встречается в некоторых Nikon SB700
Особенности: Толстые, луженые ножки, у основания видна голая медь Корпус с круглыми проштамповками, внутри них некие цифры, отличаются от серии к серии. Маркировка жирным шрифтом с «разделенными» по вертикали цифрами и буквами. Маркировка нанесена не строго горизонтально. Тип маркировки – лазерная гравировка, под углом видна глубина прожига.	Особенности: Ножки однородные, гладкие, лужения не видно. Утолщение начинается от корпуса и продолжается примерно на 5мм. Корпус с круглыми выштамповками, в правом верхнем углу мелкие цифры по кругу.  Маркировка тонким шрифтом, цифры без разрывов. Способ маркировки также лазером, под углом видна глубина прожига, три строки маркировки.  Корпус сзади гладкий, на лицевой стороне шероховатый без следов полировки или фрезеровки.
Доберемся до кристалла транзистора, и примем за эталон:
Площадь кристалла почти в два раза больше оригинального RJP4301!	Кристалл точно такой же, как и у старых выпусков

Подделка RJP5001 #1

Особенности: Почти ничем не отличается от оригинального транзистора, но выдает корпус: нет круглых выштамповок в верхних углах, на поверхности видны следы шлифовки корпуса. Кристалл такого транзистора исчезающе мал на фоне оригинала. На практике такие транзисторы не выдерживают и 1/128 импульс однократно.

Подделка RJP5001 #2

Особенности: Корпус напоминает оригинальный TIG056, за исключением маркировки. Ровная, шлифованная и блестящая поверхность транзистора не свойственна оригинальным изделиям. Кристалл также размером не вышел.

CT40KM

Рассмотрим особенности оригинальных транзисторов:

• Толстые, луженые ножки, у основания видна голая медь
• Корпус с круглыми проштамповками в верхних углах корпуса, внутри них некие цифры, отличаются от серии к серии.
• Маркировка жирным шрифтом с нечеткими границами. Маркировка краской, состоит из трех строк.

Кристалл размером с таковой у RJP5001, при несравнимо более скромных параметрах.

Подделок на CT40KM-8H нам еще не попадалось, как и самих транзисторов в продаже. 

TIG056

Именно этот транзистор на сегодняшний (2020 год) день является единственным доступным IGBT транзистором с допустимым напряжением на затворе 30В. А значит, это единственная прямая замена CT40KM и RJP301. У нас на складе они есть в наличии: IGBT TIG056 на складе.
Рассмотрим особенности оригинальных транзисторов:

• Ножки однородные, гладкие, лужения не видно. Утолщение начинается от корпуса и продолжается примерно на 5мм.
• Корпус с круглыми выштамповками. Два углубления на фланце по верхним углам, два по нижним. В верхних углублениях проштампованы: слева латинская буква, справа - цифра. Обе разные у разных экземплярах. Лицевая поверхность корпуса зеркально-гладкая, по центру верхнего края углубление с штампом (цифра или буква). 
•  Маркировка толстым "разделенным" шрифтом Цифры "0" и "6" состоят из двух половинок. Способ маркировки  лазером, под углом видна глубина прожига, три строки маркировки, последняя строка - точка.
•  Корпус сзади гладкий с тремя углублениями.
•  Размер кристалла квадратный, примерно 4.5мм на 4.5мм.

Подделка TIG056 #1

Особенности: Корпус со шлифовкой на лицевой стороне, не очень аккуратно выполнена. Маркировка тонким шрифтом, двумя строками вместо трех. Выштамповки вроде-бы есть, но не там и не в тех количествах. Кристалл меньше раза в два.

Причины выхода из строя оригинальных транзисторов и методы борьбы с этим явлением

Кратко пройдемся и по причинам выхода из строя транзисторов. Если копии/перемаркировка "вылетают" по вполне понятным причинам, то почему мастера сталкиваются с выходом из строя оригинальных транзисторов?

Причин, в принципе, может быть три.

1) Превышение максимально допустимого импульсного тока коллектора. В штатном режиме этого не произойдет, ток транзисторов выбран с большим запасом. Но случается, что импульсная лампа пробивается "обходным путем" - через подгоревшее стекло у электродов на рефлектор. Цепь, в таком случае, получается очень коротка: плюсовой вывод лампы-рефлектор-минусовой вывод лампы. В таком случае ток уже не ограничен лампой. Немного его ограничивает катушка индуктивности в цепи питания лампы да провода. Но на пробой транзистора хватает.

Факторы риска: 

• Изношенная лампа с почернением у плюсового электрода.
• Замененная лампа с плохой изоляцией электрода.
• Закороченный тиристор-шунт индуктивности (CR3AS, CR5AS)
• Частое использование режима HSS на предельных мощностях. К примеру, TTL HSS днем на солнце, для подсветки теней. 

Методы повышения надежности:

• Замена лампы вспышки на более длинную. Мы рекомендуем устанавливать во все вспышки лампы бОльшей мощности на шаг. SB600->SB800, 430EX, 430EXII -> SB900, 580EXII->SB900. Это никак не сказывается на функциональности вспышки, но значительно (более чем вдвое) продлевает ресурс. Медленнее портится и сама лампа (запас по мощности), и не возникает пробоев через электроды, т.к. они вынесены за рефлектор.
• Хорошая изоляция электродов. В оригинальных конструкциях используется силиконовая термоусадка с клеевым слоем, закрывающая стекло лампы до границы электродов. Хорошей заменой будет силиконовая трубка от капельницы с силиконовым герметиком.
• Для 580EXII - установка дополнительного провода поджига на рефлектор лампы.

2) Проблемы с управлением затвора IGBT транзистора. Недостаточно резкое нарастание напряжения на затворе гарантированно выведет из строя транзистор. В этом случае он успевает оказаться в линейном режиме, с многократным превышением рассеиваемой мощности.

Сюда же можно отнести неверный выбор напряжения на затворе IGBT при замене транзистора. Транзисторы RJP4301, CT40KM питаются 30В, а RJP5001, IRG4BC40W - 18В. При перекрестной замене требуется найти и заменить стабилитрон в цепи драйвера затвора. Установка дополнительного стабилитрона в затвор мы не рекомендуем, он вносит дополнительную емкость и ограничивает ток затвора.

3) Превышение допустимого напряжения К-Э. Данное явление встречается редко при оборванном, искрящем проводе к негативному электроду лампы. Собственно и добавить тут нечего. Данному явлению особо подвержены старые (420EX) вспышки и, как ни странно, Nikon SB700. 

Методы повышения надежности (в общем). Если во вспышке горит уже не первый транзистор, то возможно, данные рекомендации помогут выполнить качественный ремонт:

• Установка транзистора бОльшей мощности, чем родной. Хорошие результаты дает установка RJP5001 вместо RJP4301 с обязательной заменой стабилитрона в цепи питания затвора с 30В на 18В. Можно также вместо RJP5001 устанавливать IRG4PC50U в корпусе TO-247, отпиливая часть корпуса.
• Установка сдвоенного транзистора с развязкой затворов резисторами (22 Ом). Отличные результаты дает пара IRG4BC40W. Стабилитрон можно не менять, напряжение на затворе до 30В допустимо.

В данную статью попадает каждый забракованный транзистор, который нам присылают поставщики-любители подделок. А значит материала со временем станет больше, а работа мастеров чуточку проще.

При копировании статьи индексируемая ссылка на первоисточник обязательна: photo-parts.com.ua